试论建筑电气设计过程中BIM 技术的应用

闫蕊

（太原太化能源科技有限公司，山西 太原 030025）

0 引言

BIM 技术是近年来广泛应用的3D 建模技术，该技术以信息互联网技术为基础，可通过对数据资料的分析建立模型，帮助设计人员了解模型各部分功能，使其能够及早发现设计方案存在的缺陷，进而提高设计质量。建筑电气设计中应用BIM 技术可建立各个电气系统的模型，设计人员能够预先了解电气设计方案的可行性，进而提高设计质量。与传统设计模式相比，BIM技术具有诸多优势，为此设计人员需加强研究，并制定合理的应用策略，以保证相关技术的应用效果。

1 BIM 技术简介

BIM 技术主要指建筑信息模型，是以计算机辅助设计（CAD）等技术为基础形成的多维建筑模型信息集成管理技术。BIM 技术属于典型数据化管理工程，可将设计方案构建为三维立体化模型，并可预演施工流程，设计人员可及早发现设计方案及施工过程中存在的问题，确定施工技术难度，进而提高设计质量，减少返工等问题。BIM 技术也可为设计团队、施工团队、运营单位等建筑相关主体提供交流平台，并可实现数据功效，有助于提高施工质量及施工效率，降低成本，缩短工期[1]。

2 BIM 技术在建筑电气设计中应用的优势

笔者总结BIM 技术在建筑电气设计中应用的优势如下。

（1）BIM 技术具有可视化、立体化等特点，可构建建筑电气设计模型，保证设计图纸与施工实际情况的匹配度，减少施工过程中的误差，进而提高电气工程建设的整体质量。

（2）建筑电气设计内容较为复杂，数据量较大，需多名设计人员协同完成。传统设计模式下，不同设计人员的设计方案、工作进度存在差异，导致其在合作过程中存在诸多问题[2]。采用BIM 技术可有效解决此类问题，不同设计人员的思路均可展现于模型中，可最大程度上保证设计人员间的协同性，进而提高电气设计质量。

（3）传统电气设计多采用平面绘图的模式呈现，设计效率较低，且在后续施工过程中需多次修改设计图纸，进而影响电气施工的整体质量。采用BIM 技术可通过立体化模型展示电气设计细节，设计人员可结合实际施工情况动态调整设计方案，有助于提高设计的合理性。

（4）BIM 技术具有可视化特点，通过三维立体模型的构建可显示电气设计方案与建筑空间结构的关系，并可方便施工人员与设计人员沟通交流，使施工人员准备理解设计方案，进而保证施工质量。

（5）BIM 技术可为建筑电气设计方案的修改营造便利条件，设计人员在完成某一数据改动后模型其他部分自动发生变化，可保证修改结果的准确性[3]。BIM 技术在建筑电气设计中应用的优势如图1 所示。

图1 BIM 技术在建筑电气设计中应用的优势

3 建筑电气设计过程中BIM 技术的应用领域

3.1 BIM 技术在照明系统设计中的应用

照明系统是建筑电气系统的重要组成部分，其设计质量可对建筑内部人员舒适度产生较大影响。在建筑照明系统设计过程中，设计人员可应用BIM 技术，以提高设计质量。具体应用BIM 技术的过程中，设计人员需预先考察施工区域，了解建筑对照明的基本要求，采集照明系统的相关数据，将相关数据输入BIM 软件中，并对数据进行分析，明确照明系统各部分的关系，确定总体设计方案[4]。同时，设计人员需利用BIM 技术完成照明系统与其他系统信息数据的交互共享，以便于及时发现设计方案存在的问题，保证照明系统设计方案与建筑其他系统设计方案的匹配度。另外，设计人员需利用BIM 技术构建建筑照明系统的三维可视化模型，通过模拟分析确定设计方案存在的问题，以提高照明系统设计方案的科学性及可操作性[5]。

3.2 BIM 技术在弱电系统设计中的应用

依据建筑工程电力输送功率大小，可将电力系统划分为强电系统与软电系统，其中弱电系统设计内容较多，设计难度较大，设计质量可对建筑的智能化程度产生比较大的影响。在建筑弱电系统的设计过程中，设计人员可采用BIM 技术，将弱电系统的相关数据输入软件内部，分析设备摆放位置是否合理，确定弱电设计方案是否能够确保建筑智能化，适当调整设计方案。比如在弱电设计过程中，设计人员可采用BIM 技术模拟建筑内部摄像头监控情况，对监控获取的数据进行分析，适当调整监控位置及角度，从而避免监控图像存在死角。

3.3 BIM 技术在配电系统设计中的应用

配电系统是建筑电气系统的重要组成部分，应用BIM 技术有助于提高设计质量。具体开展配电系统设计过程中，设计人员需预先获取建筑相关数据，对配电系统进行深入系统的研究分析，利用BIM 技术布置电气平面图及线路图，设计电气设备的规格与参数，并建立配电系统模型，通过模型观察分析插座及电气设备位置是否合理，评估排水系统及暖通动力是否充足。设计人员通过对模型的观察分析可确定设计方案存在的缺陷，并适当调整线路敷设方案，以保证电气设备的可靠连接，确保导线与电路布局的合理性。设计人员也需利用BIM 技术对配电系统进行全面检查，重点检查配电盘明细表、配电线路属性，如发现设计问题及时解决，以保证配电系统设计与电气项目运行的需求相匹配[6]。另外，设计人员也需利用BIM 技术对配电线路进行优化调整及标注，以便于后续施工。

3.4 BIM 技术在电气管线设计安装中的应用

BIM 技术在电气管线设计安装中具有重要作用，设计人员可构建电气系统模型，采购人员可依据模型中的数据确定购买材料的类型及数量，以实现对施工成本的有效控制。同时，建筑电气管线的安装流程相对复杂，施工人员需在狭窄的空间中完成各项操作，施工风险较大。采用BIM 技术进行电气管线设计过程中，设计人员可为施工人员预留充足的安装空间，并可帮助施工人员了解管线走向，可提高管道安装质量及效率，确保施工人员安全[7]。同时，BIM 技术也可应用于电气管线检修中，设计人员可通过该技术了解电气关系的参数，如发现电流、电压等数据存在问题，可在第一时间发出预警信息，施工人员可依据信息完成检修，进而及时排除故障。

4 建筑电气设计过程中BIM 技术的应用策略

4.1 明确BIM 技术的应用流程

设计人员在应用BIM 技术进行电气设计过程中，需明确应用流程，以保证设计方案的合理性。笔者总结BIM 技术在建筑电气设计中的应用流程如下。

（1）进场准备阶段。进场准备阶段，设计人员需深入了解建筑工程的实际情况，全面获取电气系统的各项数据资料，并利用相关数据创建建筑电气BIM 模型。

（2）施工阶段。进入电气工程施工阶段后，设计人员需加强BIM 模型的维护，结合施工进度分析整理设计过程中存在的问题，并及时调整设计方案。同时，设计人员需利用BIM 技术对施工进行虚拟化指导，告知施工人员施工难点及相应的解决方案，以保证施工过程顺利完成[8]。另外，管理人员也需利用BIM 技术进行施工材料使用情况的监管，并且对施工费用进行综合管理。

（3）竣工结算阶段。竣工结算阶段，设计人员需提交最终BIM 模型，相关单位需依据模型中的各项数据完成结算。

4.2 建立电气族库

BIM 技术在电气设计中具有突出的应用价值，为保证该技术的应用效果，设计人员需规范建立电气族库。在建立电气族库的过程中，设计人员需结合建筑工程的实际情况，全面了解电气相关数据信息，并依据规范化电气设计流程、电气族库特征确定具体设计参数，以保证模型尺寸合理及形象生动。同时，在构建电气族库的过程中，设计人员需严格遵守科学合理的基本原则，以保证电气族库在实际设计中发挥出应有的价值[9]。

4.3 选择适宜的软件

在建筑工程设计中，电气设计占据重要地位，为保证设计质量，设计人员在应用BIM 技术的过程中需合理选择软件。目前，建筑电气设计的常用软件为RevitMEP，该软件能够确保BIM 技术与电气设计的有效融合，保证防雷接地系统、火灾报警系统等电气系统的设计效果，使电气设计方案更为安全可靠及科学合理。同时，RevitMEP 软件具有良好的智能性，设计人员将电气族库信息深入软件后可生成电气平面设计方案，设计人员通过对方案的分析及调整可获取高质量的电气设计方案。RevitMEP 软件在实际应用过程中也存在一定不足之处，为此在实际操作中仍需应用CAD 等软件调整完善设计方案。

4.4 细化电气设计内容

设计人员在应用BIM 技术进行电气设计的过程中，需细化设计内容，不断改进设计流程及设计方案，使设计方案在施工中发挥应有作用。具体应用BIM 技术进行建筑电气设计的过程中，设计人员需对电缆桥架等电气施工所需设备进行参数化处置，将数据输入软件中，并与电气族库的数据进行对比分析，以保证模型的精确度。同时，在建筑电气设计中，导线为螺丝系统族，利用BIM 技术构建的难度较大，为此需选用其他管线取代导线，以清晰展示导线的走行方向，确保设计方案的合理性。

4.5 保证设计方案的精准性

传统电气设计模式下，设计人员沟通交流不到位，导致管线碰撞等问题频发，严重影响施工质量及施工进度。BIM 技术应用于电气设计中能够有效解决管线碰撞等问题，使管线布局更为合理，可保证设计方案的精准性。设计人员在应用BIM 技术的过程中，需对比分析建筑实际空间与BIM 软件中的虚拟空间，并进行管线冲突检测分析，获取管线碰撞报告后需对设计方案进行优化调整，完成调整后再次进行管线冲突检测，并导出管线调整的图像，以达到最佳的设计效果[10]。

5 实例分析

某办公楼为四层建筑，设计人员在电气设计中合理运用BIM 技术，并取得良好的设计效果。

（1）工作集协同设计。设计人员在BIM 技术实施阶段构建工作集，要求各部门成员参与工作集中，并在工作集内部进行信息共享，以便于各部门工作人员及早了解电气设计方案，并在工作集内共同探讨分析设计方案存在的缺陷，以提高电气设计的有效性及合理性。

（2）电气系统优化设计。该工程电气系统主要包括安防、线路布置、照明、监控、配电、火灾报警系统等，上述系统均采用BIM 技术完成设计。例如，在照明系统设计过程中，设计人员采用专用照明设计软件，合理选择灯具信号，调整灯具安装位置，在完成设计后模拟灯具照明效果，如发现照明效果不佳则及时调整设计方案。在回路设计过程中，设计人员利用BIM 技术获取所需参数，构建线路模型，并模拟线路施工及运行情况，适当调整完善设计方案，以保证线路设计方案的可行性。

（3）管线分布设计。在建筑电气管线分布设计中，设计人员利用BIM 技术进行碰撞检测，操作中引入Navisworks 软件进行动态模拟，依据检测结果对管线的位置进行调整，并为管线施工及检修预留充足空间，施工人员严格依据BIM 技术提供的模型进行施工，可确保电气管线施工的整体质量。

6 结语

建筑电气设计质量可对建筑质量及安全性产生影响，BIM 技术为建筑电气设计的全新模式，可以解决传统设计方案存在的各类缺陷，有助于提高设计方案的合理性。为此，设计人员需加强技术研究，制定合理的应用方案，并不断总结经验，以提高BIM 技术的应用效果。